張衛(wèi)星，許 立，謝桐洲，玄松南，張壽江，閔 捷，金連登

(1.中國水稻研究所，浙江 杭州 310006;2.江蘇省丹陽市嘉賢米業(yè)有限公司，江蘇 丹陽 212341)

稻鴨生態(tài)種養(yǎng)與低碳高效生產(chǎn)

張衛(wèi)星1，許 立1，謝桐洲2，玄松南1，張壽江2，閔 捷1，金連登1

(1.中國水稻研究所，浙江 杭州 310006;2.江蘇省丹陽市嘉賢米業(yè)有限公司，江蘇 丹陽 212341)

闡述稻鴨生態(tài)種養(yǎng)的特色與優(yōu)勢、研究進展與應(yīng)用前景，并剖析稻鴨共育防治病蟲草害的效果，中耕肥田及增氧刺激水稻生長的效應(yīng)，對生態(tài)環(huán)境的貢獻等方面與低碳生產(chǎn)要求減少化學(xué)肥料、農(nóng)藥、除草劑的施用量和節(jié)能減排、促進生物多樣性的一致性。

水稻;鴨;生態(tài)農(nóng)業(yè);立體種養(yǎng);低碳經(jīng)濟;優(yōu)質(zhì)高效

當(dāng)前低碳經(jīng)濟已成為社會發(fā)展模式創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型的一個熱門話題，實現(xiàn)高效、低耗、無污染，不僅事關(guān)國家未來競爭力和可持續(xù)發(fā)展，而且事關(guān)國民身心健康與構(gòu)建和諧社會的大局。加快發(fā)展現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)，以節(jié)肥、節(jié)藥、節(jié)水、節(jié)飼和資源循環(huán)利用為目標(biāo)，走產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)質(zhì)化、綜合效益高效化、資源利用集約化、生產(chǎn)過程清潔化、環(huán)境影響無害化為特征的生態(tài)農(nóng)業(yè)之路，是作為第一產(chǎn)業(yè)的農(nóng)業(yè)實現(xiàn)低碳高效發(fā)展的必然選擇［1－3］。實踐證明，將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)有機結(jié)合，實施種養(yǎng)一體化，是解決農(nóng)業(yè)面源污染和實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的有效途徑，有利于低碳循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)的形成［4－7］。種植業(yè)內(nèi)部、養(yǎng)殖業(yè)內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)利用，以及種養(yǎng)加相結(jié)合的物質(zhì)循環(huán)利用，既能實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖“零排放”，又可為農(nóng)作物種植提供肥源，真正實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，促進低碳農(nóng)業(yè)和生態(tài)經(jīng)濟的增長，達到農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效和生態(tài)環(huán)境保護的多重功效［8］。其中，稻鴨共育生態(tài)種養(yǎng)，就是把傳統(tǒng)依靠化肥、農(nóng)藥種植水稻的單一模式，調(diào)整為稻+鴨、稻+鴨+萍和稻+鴨+萍+魚等多物種、多類型的種養(yǎng)模式，形成依靠鴨在稻叢間中耕、除草、吃蟲、吃萍、排泄和換羽還田肥土等多項功能，從而構(gòu)建不施化肥農(nóng)藥、不污染環(huán)境、省工節(jié)本降耗的低碳稻作生產(chǎn)體系，形成以水田為基礎(chǔ)、種稻為中心、家鴨野養(yǎng)為特點的自然生態(tài)和人為干預(yù)相結(jié)合的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，已成為一項生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效稻鴨產(chǎn)品、實現(xiàn)高效低碳農(nóng)業(yè)的立體生態(tài)種養(yǎng)模式［9－11］。瞄準(zhǔn)當(dāng)前國家發(fā)展低碳高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的重大科技需求，圍繞優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)十字方針，開展高效低碳稻鴨生態(tài)種養(yǎng)與資源循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用，明確稻鴨共育的低碳效應(yīng)及其生理生態(tài)機制，研發(fā)稻鴨優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)并集成應(yīng)用，具有重要的理論與實踐意義。

1 特色與優(yōu)勢

稻鴨生態(tài)種養(yǎng)的特色在于［12－14］: 不施化肥、農(nóng)藥，為鴨提供了充足的水分和既無污染又舒適的活動場所，其間的害蟲 (飛虱、葉蟬、蛾類及其幼蟲、象甲、螻蛄、福壽螺等)、浮游和底棲小生物、綠萍，為鴨提供豐富的飼料，并減少對水稻生育的危害;稻的茂密莖葉為鴨提供了避光、避敵的棲息地。鴨在稻叢間不斷踩踏，使雜草明顯減少，有著人工和化學(xué)除草的效果;鴨在稻間不斷活動，既能疏松表土，又能促使氣、液、土3相之間的交流，從而把不利于水稻根系生長的氣體排到空氣中，氧氣等有益氣體進入水體和表土，起到了中耕的作用，促進水稻根系、分蘗的生長和發(fā)育，增強抗倒能力;鴨在稻叢間連續(xù)活動，排泄物和換下的羽毛，不斷掉入稻田，給水稻以追肥。因而，稻鴨共育的自然生產(chǎn)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)種稻低碳高效;生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)稻米無公害，野生化的鴨肉成為鮮美可口營養(yǎng)豐富的有機綠色食品，售價高效益好;稻區(qū)環(huán)境不受污染，稻田可持續(xù)種養(yǎng)。

稻鴨生態(tài)種養(yǎng)的優(yōu)勢在于［15］:能有效控制病蟲草害和培肥稻田［16］，減少化肥農(nóng)藥的使用量，降低農(nóng)業(yè)面源污染，有效提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭能力，是建設(shè)高效低碳農(nóng)業(yè)、發(fā)展有機生態(tài)農(nóng)業(yè)的有效途徑和新興模式。

2 研究概況

稻鴨生態(tài)種養(yǎng)實質(zhì)上是一項傳統(tǒng)農(nóng)耕稻作模式的提升與應(yīng)用，這種模式的深化、研究與應(yīng)用最先于20世紀(jì)的后期由日本興起，并逐步形成了較為完善的技術(shù)理論體系與應(yīng)用實踐，國內(nèi)隨后有多家單位先后開展了相關(guān)的理論探索和技術(shù)應(yīng)用［17］。

1998 年以來，中國水稻研究所［14，18］研究人員在查閱國內(nèi)外有關(guān)文獻資料和吸收日本稻田養(yǎng)鴨技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主創(chuàng)新，經(jīng)過深入試驗研究和示范，提出了一項以生產(chǎn)無公害高效益稻鴨產(chǎn)品為目標(biāo)的大田畈、小群體、少飼喂稻鴨共育生態(tài)種養(yǎng)結(jié)合新技術(shù)。該項技術(shù)利用家鴨在稻間野養(yǎng)，不斷捕食害蟲，吃 (踩)雜草，耕耘和刺激水稻生育，能顯著減輕稻田蟲、草、病的危害，同時排泄物又是水稻的優(yōu)良有機肥，使水稻健壯生育，具有明顯的省肥省藥省工、節(jié)本增收和保護環(huán)境的多重功效，生產(chǎn)出的稻米和鴨肉產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、無公害。2004年，由該所主持承擔(dān)的稻鴨共育無公害高效益技術(shù)及原理研究和應(yīng)用項目通過了浙江省科技廳組織的成果鑒定。專家們一致認為，該項目提出的集成技術(shù)及其操作規(guī)程具有創(chuàng)新性，推廣應(yīng)用速度快，取得的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益顯著，對促進農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、保護和提高糧食生產(chǎn)能力具有重大的現(xiàn)實意義。據(jù)統(tǒng)計，該技術(shù)3年 (2001－2003年)累計推廣應(yīng)用8.64萬 hm2;1.53萬 hm2中心示范方因節(jié)本及產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)等使得純收入比單純種稻增加 3 403.5 元·hm－2，增產(chǎn)稻谷 295.5 kg·hm－2;為稻農(nóng)增收2.94億元，增產(chǎn)稻谷2.5萬t多?，F(xiàn)已形成了農(nóng)戶+基地+龍頭企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)開發(fā)模式，促進了稻鴨產(chǎn)業(yè)群的建立和優(yōu)質(zhì)無公害稻米與鴨產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。

江蘇丹陽［13，19］引進日本稻鴨共作技術(shù)，在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上吸收和再創(chuàng)新，建立了丹陽稻鴨共作基地，總結(jié)形成了一整套符合我國國情的稻鴨共作優(yōu)質(zhì)稻米集成生產(chǎn)技術(shù)，成為全國稻鴨共作技術(shù)人才交流和培訓(xùn)的中心。丹陽市農(nóng)林局在此基礎(chǔ)上組織編制了《稻鴨共作無公害生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》(2005年通過鎮(zhèn)江市地方標(biāo)準(zhǔn)審定，并予以頒布執(zhí)行)，形成的稻鴨共作優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)集成技術(shù)，從稻鴨品種繁育、篩選、應(yīng)用到水稻標(biāo)準(zhǔn)化栽培管理、役用鴨標(biāo)準(zhǔn)化放養(yǎng)、飼育管理等各方面都在原有稻鴨共作的技術(shù)基礎(chǔ)上有了許多創(chuàng)新和提高。同時還以丹陽市嘉賢米業(yè)有限公司為主體形成了穩(wěn)定的稻鴨共作有機生產(chǎn)體系，成為了全國稻田養(yǎng)鴨典型樣板、國家糧食豐產(chǎn)科技工程稻鴨共作清潔化栽培技術(shù)示范基地、中日農(nóng)業(yè)科技合作成果示范基地和國家引進國外智力成果示范基地。采用的稻鴨共作技術(shù)被國家外專局樹為典型范例，受到日本等國外眾多專家贊揚。2007年和2008年，稻鴨共作引智基地承辦2期全國稻鴨共作培訓(xùn)班，全國稻作區(qū)省份300多位技術(shù)人員參加培訓(xùn)。2009年，不定期舉辦現(xiàn)場示范會和技術(shù)培訓(xùn)班10余場次。至2011年底該稻鴨共作基地先后接待和培訓(xùn)江西、安徽、山東、湖北等省份的技術(shù)人員5 000余人次。在本區(qū)域內(nèi)帶動1 000多農(nóng)戶發(fā)展稻鴨共作種植水稻，面積達 3 333 hm2，平均節(jié)本增收超過1.5萬元·hm－2。

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)［12］自20世紀(jì)90年代初開始研究稻鴨立體種養(yǎng)模式，系統(tǒng)研究了稻鴨共育技術(shù)規(guī)程、稻鴨共育對水稻病蟲草害的影響、對稻田生物群落的影響、對稻田土壤的影響、稻鴨共育生態(tài)功能評價以及減排溫室氣體機理等［20－24］。在益陽、瀏陽等地采用靜止箱原位觀測的辦法進行觀測、取樣、測量。發(fā)現(xiàn)稻鴨共育能顯著降低甲烷 (CH4)的排放量，與常規(guī)水稻生產(chǎn)相比，差異顯著，其日變化規(guī)律與溫度變化基本一致，季節(jié)變化主要隨著水稻的生育期及稻田土壤含碳量的變化而變化。在一些科學(xué)家看來，農(nóng)田排放溫室氣體是影響氣候變暖的重要原因［25］，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究表明，稻鴨共育減少了農(nóng)田溫室氣體的排放。按照項目專家的理論依據(jù)，減排機理主要在于:鴨子的活動增加了稻田水層與泥土層溶解氧含量;減少了土壤產(chǎn)甲烷細菌數(shù)量;田間雜草及水稻莖稈下腳葉被鴨子取食，減少了為土壤甲烷細菌提供基質(zhì)的來源。但由于水層和表層泥溶解氧含量增加，有助于氧化亞氮產(chǎn)生與排放，因此N2O排放量較常規(guī)稻作略有增加。但稻鴨種養(yǎng)模式的CH4和N2O產(chǎn)生的總溫室效應(yīng)比常規(guī)稻作減少了相當(dāng)于864.5～1 269.3 g·hm－2的 CO2排放量［10－11，23］。還有研究［26－27］指出稻、鴨、魚生態(tài)種養(yǎng)對稻田甲烷減排及水稻栽培環(huán)境大有改善。稻鴨魚共棲生態(tài)系統(tǒng)中，魚和鴨通過消滅雜草和水稻下腳葉影響甲烷菌生存的環(huán)境，間接地減少甲烷的產(chǎn)生;最重要的是，通過鴨群和魚的活動增加稻田水體和土層的溶解氧，改善了土壤氧化還原狀況，加快了甲烷的再氧化，從而降低甲烷的排放通量和排放總量，對稻田甲烷排放高峰期的控制效果最為明顯。

3 稻鴨生態(tài)種養(yǎng)與低碳稻作生產(chǎn)的一致性

稻鴨生態(tài)種養(yǎng)的低碳效應(yīng)在于，能顯著減少甲烷氣體排放，發(fā)揮“節(jié)能減排”的大作用。在哥本哈根會議上中國政府承諾，到2020年，我國單位GDP的CO2排放量將在2005年的水平上減少40%～45%。稻田一度被認為是造成大氣中甲烷(CH4)含量上升的最大源頭，而CH4的溫室效應(yīng)約是 CO2的 30 倍［11，25－26］。這種看法無疑對我國水稻生產(chǎn)、低碳高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及政府承諾的兌現(xiàn)帶來極大挑戰(zhàn)。稻鴨生態(tài)種養(yǎng)與低碳稻作生產(chǎn)的一致性主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

稻鴨共育對水稻病蟲害的防治效果與低碳稻作減少化學(xué)農(nóng)藥施用量的要求相一致。稻鴨共育對稻瘟病、白葉枯病、紋枯病具有防控作用，對以二化螟、三化螟、褐飛虱、白背飛虱、黑尾葉蟬、稻縱卷葉螟等主要害蟲更具有明顯的防治效果。因此該技術(shù)可以按低碳稻作要求，實現(xiàn)在水稻生長期間少用或不用化學(xué)農(nóng)藥而達到良好的防病治蟲效果［20，28－32］。

稻鴨共育對稻田雜草的防除效果與低碳稻作少用或不施化學(xué)除草劑的要求相一致。稻田雜草多且危害嚴(yán)重，與水稻爭光照、肥料和生長空間，造成減產(chǎn)。而過多地依賴化學(xué)除草劑，則會造成環(huán)境污染和碳排放量的增加。通過稻鴨共生，利用鴨子的雜食性，對除草的效果極為顯著，從而可以做到少用或不施化學(xué)除草劑，這與低碳稻作的要求相吻合［20，33］。

稻鴨共育對稻田的增肥效果與低碳稻作減少化肥施用量的要求相一致。在稻鴨共育期間，每只鴨能排泄糞便10～12 kg，其養(yǎng)分含量雖略低于雞糞，但鐵、錳、硼、硅含量居各種畜禽糞便之首，且氮、磷、鉀含量也較豐富。據(jù)統(tǒng)計，1只鴨在稻叢間2個月左右累計排泄物相當(dāng)于N 47 g、P2O570 g和K2O 31 g，能滿足50 m2稻田上水稻植株正常生長發(fā)育的肥力需求。因此，稻鴨共育不僅起到給水稻增肥、追肥的效果，而且還可為低碳稻作減少化肥直至不追施化肥奠定良好的基礎(chǔ)［19，22－33］。

稻鴨共育對水稻的生長刺激及中耕、渾水、增氧效果與低碳稻作的減排要求相一致。鴨子天生好動，在稻田中不停穿梭覓食，具有中耕渾水效果，既刺激稻株健壯發(fā)育，又增加水層與泥土層溶解氧的含量，抑制雜草發(fā)芽生長以及啄食田間雜草和莖稈下部葉片，從而減少了土壤產(chǎn)甲烷細菌的基質(zhì)來源和種群數(shù)量。因此，稻鴨共育能顯著降低甲烷排放量，減排幅度為44～55 kg·hm－2，比常規(guī)稻作降低 20% ～ 33%［18，20－21，23－26］。

稻鴨共育對水稻產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境安全的貢獻與低碳稻作促進生物多樣性的要求相一致。稻鴨共育實現(xiàn)了植物與動物的共生共長，且不施用化肥和農(nóng)藥，稻田中蜘蛛數(shù)量比常規(guī)稻作大約增加1.1倍，水稻害蟲的寄生天敵如赤眼蜂也大量增長。可見稻鴨共育技術(shù)對水稻產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境保護的貢獻與低碳稻作促進生物多樣性和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求一致［21，31 －32，34］。

4 應(yīng)用前景

稻鴨生態(tài)種養(yǎng)是一項低投入、高產(chǎn)出、降能耗、少排放的先進環(huán)保優(yōu)質(zhì)高效新技術(shù)。由于稻田養(yǎng)鴨，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)無公害的大米、鴨肉及鴨蛋，農(nóng)民收入增加，與常規(guī)稻作相比較，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益非常顯著。因此，各地都在積極研究與推廣應(yīng)用這種模式，并進行廣泛吸收和再創(chuàng)新，該項技術(shù)符合發(fā)展低碳生態(tài)農(nóng)業(yè)及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全食品的要求，其應(yīng)用前景將很廣闊［16］。

隨著人們對生態(tài)環(huán)境問題的普遍關(guān)注，對建立在大量使用化肥農(nóng)藥的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系提出了挑戰(zhàn)。而人民生活水平的提高，消費者對健康問題的廣泛重視，也促使人們將農(nóng)業(yè)進一步發(fā)展的方向定位在無公害、無污染農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)上，并制定出相應(yīng)的技術(shù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。有機食品概念下的有機農(nóng)業(yè)便是這一趨勢的必然反映。有機稻米的生產(chǎn)過程是不使用化肥、農(nóng)藥、生長調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)，也不采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其產(chǎn)物，而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理，采用種養(yǎng)結(jié)合、循環(huán)再生、維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定等一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)進行生產(chǎn)的過程。有機水稻生產(chǎn)圍繞以健全土壤培肥體系為基礎(chǔ)，以推進水稻健身栽培為抓手，以實施農(nóng)業(yè)綜合防治為保障，從化學(xué)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)換到有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式上來，實現(xiàn)作物高產(chǎn)高效的總體策略。稻鴨共育生態(tài)種養(yǎng)應(yīng)用于有機水稻是當(dāng)今興起的一項生產(chǎn)技術(shù)，成為有機生產(chǎn)體系中病蟲草害綜合防治和稻田土壤持續(xù)培肥的核心技術(shù)。這種稻鴨生態(tài)種養(yǎng)模式，既符合有機食品生產(chǎn)的要求，又符合優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的目標(biāo)，具有省工、節(jié)本、高效、產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)安全等特點，既是農(nóng)戶增收致富的一條好途徑，也是實施有機綠色環(huán)保的一項好措施。因此，稻鴨生態(tài)種養(yǎng)在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)⒂懈訌V闊的應(yīng)用前景［15，35－37］。

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S 513

A

0528-9017(2012)07-0923-04

文獻著錄格式:張衛(wèi)星，許立，謝桐洲，等.稻鴨生態(tài)種養(yǎng)與低碳高效生產(chǎn) ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(7):923－926.

2012-02-24

國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項 (2011-2015);中央級公益性科研院所基金 (CNRRI2012RG007-3);江蘇省丹陽市高層次創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新人才項目 (2011)

張衛(wèi)星 (1979－)，男，貴州畢節(jié)人，博士，主要從事水稻生理生態(tài)與優(yōu)質(zhì)調(diào)控技術(shù)研究工作。E-mail:zhangwx@caas.net.cn。

(責(zé)任編輯:張才德)